CN114744051A - 太阳能电池的生产方法及太阳能电池、光伏组件 - Google Patents

太阳能电池的生产方法及太阳能电池、光伏组件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种太阳能电池的生产方法及太阳能电池、光伏组件，涉及太阳能光伏技术领域。太阳能电池的生产方法包括：在硅基底的一面制备氮化钛层；对氮化钛层进行氧化处理，在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，在氮化钛层远离硅基底的一面生成氧化钛层；在氧化钛层远离氮化钛层的一面设置金属电极，金属电极的一端穿过氧化钛层与氮化钛层接触。本申请中，可以直接在硅基底的一面制备氮化钛层，通过对氮化钛层的氧化处理，直接在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，不需要再经过单独的工艺制备隧穿氧化硅层，从而降低了工艺的复杂度，提高了太阳能电池的生产效率。

Description

太阳能电池的生产方法及太阳能电池、光伏组件
技术领域
本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及一种太阳能电池的生产方法及太阳能电池、光伏组件。
背景技术
随着传统能源的不断消耗及其对环境带来的负面影响，太阳能作为一种无污染、可再生能源，其开发和利用得到了迅速的发展。
近年来，钝化接触技术在晶体硅太阳能电池领域受到了广泛的关注，钝化接触太阳能电池的效率高达26.1％，其结构为在硅基底的一侧设置钝化接触结构。其中，钝化接触结构采用隧穿二氧化硅层，以及叠加在隧穿二氧化硅层上的具有载流子选择性的多晶硅薄膜，使得硅基底表面的能带发生弯曲，由于载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层，且多晶硅薄膜为具有载流子选择性的载流子选择层，因此，硅基底中产生的多数载流子可以穿透钝化接触结构，而少数载流子被阻挡，从而降低了硅基底表面的载流子浓度，实现良好的表面钝化效果。
但是，在目前的方案中，在硅基底上制备钝化接触结构时，钝化接触结构中的隧穿二氧化硅层和载流子选择层需要经过单独的工艺进行制备，从而增加了工艺的复杂度，降低了太阳能电池的生产效率。
发明内容
本发明提供一种太阳能电池的生产方法及太阳能电池、光伏组件，旨在解决太阳能电池中钝化接触结构的制备工艺复杂，使得太阳能电池的生产效率低的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种太阳能电池的生产方法，所述方法包括：
在硅基底的一面制备氮化钛层；
对所述氮化钛层进行氧化处理，在所述氮化钛层与所述硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，在所述氮化钛层远离所述硅基底的一面生成氧化钛层；
在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层与所述氮化钛层接触。
可选的，所述氧化处理包括：干式氧化、湿式氧化和等离子体氧化中的任意一种。
可选的，在所述氧化处理为干式氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为300-600摄氏度，所述氧化处理的氧化气氛包括氮气和氧气；
在所述氧化处理为湿式氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为300-600摄氏度，所述氧化处理的氧化环境包括氮气和水；
在所述氧化处理为等离子体氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为25-300摄氏度。
可选的，所述在硅基底的一面制备氮化钛层的步骤，包括：
采用钛的氯化物前体作为钛源，采用氨气作为氮源，在300-500摄氏度的温度范围内进行热原子沉积，在所述硅基底的一面生成所述氮化钛层；
或，
采用钛钯，在氮气和氨气的气氛中，进行物理气相沉积反应溅射，在所述硅基底的一面生成所述氮化钛层。
可选的，所述在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极的步骤，包括：
在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面生成钝化层；
在所述钝化层远离所述氧化钛层的一面设置所述金属电极，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层和所述钝化层与所述氮化钛层接触。
可选的，所述钝化层包括第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层设置在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面，所述第二钝化层设置在所述第一钝化层远离所述氧化钛层的一面；
其中，所述第一钝化层包括：氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧化硅中的任意一种或多种；
所述第二钝化层包括：氧化硅。
可选的，所述在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极的步骤，包括：
在设置所述金属电极前，在欲形成所述金属电极的区域对所述氧化钛层和钝化层进行开膜处理，通过所述开膜处理在所述钝化层和氧化钛层中形成安置孔，并在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面生成凹槽；
在所述安置孔中设置所述金属电极；
其中，所述开膜处理包括激光烧蚀或湿法刻蚀。
第二方面，本发明实施例提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：
硅基底、隧穿氧化硅层、氮化钛层、氧化钛层和金属电极；
所述隧穿氧化硅层设置在所述硅基底的一面，所述氮化钛层设置在所述隧穿氧化硅层远离所述硅基底的一面，所述氧化钛层设置在所述氮化钛层远离所述隧穿氧化硅层的一面，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层与所述氮化钛层接触；
其中，所述隧穿氧化硅层和所述氧化钛层是在对所述氮化钛层进行氧化处理的过程中生成的。
可选的，在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置有钝化层，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层和所述钝化层与所述氧化钛层接触。
可选的，所述钝化层包括第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层设置在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面，所述第二钝化层设置在所述第一钝化层远离所述氧化钛层的一面；
其中，所述第一钝化层包括：氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧化硅中的任意一种或多种；
所述第二钝化层包括：氧化硅。
可选的，所述隧穿氧化硅层的厚度为0.5-5纳米。
可选的，所述氮化钛层中氮和氧的浓度，从远离所述硅基底的一面到靠近所述硅基底一面逐渐减小；
所述氮化钛层的厚度为2-50纳米。
可选的，所述氮化钛层为微晶氮化钛，或，微晶氮化钛和多晶氮化钛的组合，所述微晶氮化钛的含量高于所述多晶氮化钛的含量；
所述氧化钛层为多晶氧化钛，或，多晶氧化钛和非晶氧化钛的组合，所述多晶氧化钛的含量高于所述非晶氮化钛的含量。
第三方面，本发明实施例提供了一种光伏组件，所述光伏组件包括前述任一所述的太阳能电池。
基于上述太阳能电池的生产方法及太阳能电池、光伏组件，本申请存在以下有益效果：本申请中太阳能电池的生产方法包括：在硅基底的一面制备氮化钛层；对氮化钛层进行氧化处理，在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，在氮化钛层远离硅基底的一面生成氧化钛层；在氧化钛层远离氮化钛层的一面设置金属电极，金属电极的一端穿过氧化钛层与氮化钛层接触。本申请中，可以直接在硅基底的一面制备氮化钛层，通过对氮化钛层的氧化处理，直接在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，不需要再经过单独的工艺制备隧穿氧化硅层，从而降低了工艺的复杂度，提高了太阳能电池的生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例中的一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图；
图2示出了本发明实施例中的另一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图；
图3示出了本发明实施例中的一种太阳能电池的结构示意图；
图4示出了本发明实施例中的另一种太阳能电池的结构示意图。
附图编号说明：
10-硅基底，20-氮化钛层，30-隧穿氧化硅层，40-氧化钛层，50-金属电极，60-钝化层，70-凹槽，80-安置孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过列举几个具体的实施例详细介绍本发明提供的一种太阳能电池及生产方法、光伏光伏组件。
图1示出了本发明实施例提供的一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图，参照图1，该方法可以包括如下步骤：
步骤101，在硅基底的一面制备氮化钛层。
在该步骤中，可以首先获取硅基底，进而在硅基底的一面上制备氮化钛层。
在本发明实施例中，所述硅基底的掺杂类型可以为n型掺杂，也可以为p型掺杂，在硅基底的掺杂类型为n型掺杂时，对应的掺杂物可以包括V族元素中的磷元素(P)、砷元素(As)、铋元素(Bi)和锑元素(Sb)中的任意一种或多种；在硅基底的掺杂类型为P型掺杂时，对应的掺杂物可以包括III族元素中的硼元素(B)、铝元素(Al)、镓元素(Ga)和铟元素(In)中的任意一种或多种。
此外，所述硅基底可以为经过表面去损伤、抛光或者制绒扩散后的硅片。
步骤102，对所述氮化钛层进行氧化处理，在所述氮化钛层与所述硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，在所述氮化钛层远离所述硅基底的一面生成氧化钛层。
在该步骤中，在硅基底的一面制备得到氮化钛层之后，可以对氮化钛层进行氧化处理，从而在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层。
其中，由于隧穿氧化硅层具有较低的隧穿电阻，可以起到隧穿作用，同时能够钝化硅基底的表面缺陷，降低硅基底表面缺陷态密度；氮化钛层可以提供场致钝化并对载流子选择性通过，从而使得硅基底中的载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层和氮化钛层，因此，所述隧穿氧化硅层和氮化钛层可以构成太阳能电池中的钝化接触结构，硅基底中产生的多数载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层和氮化钛层，而少数载流子被阻挡，从而降低了硅基底表面的载流子浓度，实现良好的表面钝化效果。
同时，在对氮化钛层进行氧化处理的过程中，氮化钛层远离硅基底的一面可以生成氧化钛层，所述氧化钛层也可以增强表面钝化效果。
在本发明实施例中，由于氮化钛层本身具有优良的钝化性能，且沉积速率较高，因而可在硅基底上直接沉积氮化钛层，在对氮化钛层通过一次氧化处理之后，生成的氧化钛层可以增强表面钝化效果，生成的隧穿氧化硅层可以与氮化钛层构成钝化接触结构，也可以进一步提高表面钝化效果，因此，本发明中仅通过制备氮化钛层以及一次氧化处理，就可以实现较好的钝化效果，从而在保证钝化效果的同时，降低工艺的复杂度，提高生产效率，降低生产成本。
步骤103，在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层与所述氮化钛层接触。
在该步骤中，可以在氧化钛层远离氮化钛层的一面设置金属电极，其中，金属电极的一端穿过氧化钛层与氮化钛层接触，另一端伸出氧化钛层远离氮化钛层的一面。由于金属电极可以通过氧化钛层上设置的安置孔与氮化钛层直接接触，使得金属电极不与硅基底直接接触，从而有效降低了金属电极接触处的载流子复合。此外，由于氮化钛层具有良好的钝化性能，从而可以提升太阳电池的效率。
具体的，制备金属电极的方法可为丝网印刷金属电极浆料或镀覆金属单层。
在本发明实施例中，在受到光照的情况下，硅基底作为光吸收层，产生载流子，由于多数载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层和氮化钛层，然后被与氮化钛层接触的金属电极导出，从而实现载流子的分离，使得金属电极与硅基底之间产生电势差，即产生电压，从而将光能转换为电能。
在本发明实施例中，一种太阳能电池的生产方法，包括：在硅基底的一面制备氮化钛层；对氮化钛层进行氧化处理，在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，在氮化钛层远离硅基底的一面生成氧化钛层；在氧化钛层远离氮化钛层的一面设置金属电极，金属电极的一端穿过氧化钛层与氮化钛层接触。本申请中，可以直接在硅基底的一面制备氮化钛层，通过对氮化钛层的氧化处理，直接在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，不需要再经过单独的工艺制备隧穿氧化硅层，从而降低了工艺的复杂度，提高了太阳能电池的生产效率。
图2示出了本发明实施例提供的另一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图，参照图2，该方法可以包括如下步骤：
步骤201、在硅基底的一面制备氮化钛层。
可选的，在硅基底的一面制备氮化钛层的方法可以采用热原子沉积法，也可以采用物理气相沉积(Physical Vapour Deposition，PVD)反应溅射法。
具体的，利用热原子沉积法制备氮化钛层的过程具体可以为：采用钛的氯化物前体，例如四氯化钛(TiCl4)、三氯化钛(TiCl3)和二氯化钛(TiCl2)中的任意一种或多种作为钛源，采用氨气(NH3)作为氮源，在300-500摄氏度的温度范围内进行热原子沉积，从而在硅基底的一面生成氮化钛层。
其中，利用物理气相沉积反应溅射法制备氮化钛层的过程具体可以为：采用钛钯，在氮气和氨气的气氛中，进行物理气相沉积反应溅射，从而在硅基底的一面生成所述氮化钛层。
例如，可以将掺杂类型为p型掺杂的(100)取向的硅基底，在硝酸中清洗5-10分钟，然后浸入沸腾的浓度为69％的硝酸中清洗10分钟，并在浓度为1％的氢氟酸中蚀刻10-60秒，完成硅基底的清晰和刻蚀之后，在硅基底的一面上于425摄氏度下，以四氯化钛作为钛源，以NH3作为氮源进行热原子沉积，从而制备得到厚度为10纳米的氮化钛层。
步骤202、对所述氮化钛层进行氧化处理，在所述氮化钛层与所述硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，在所述氮化钛层远离所述硅基底的一面生成氧化钛层。
可选的，对氮化钛层进行的氧化处理包括：干式氧化、湿式氧化和等离子体氧化中的任意一种。
可选的，在对氮化钛层进行的氧化处理为干式氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为300-600摄氏度，所述氧化处理的氧化气氛包括氮气和氧气；在对氮化钛层进行的氧化处理为湿式氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为300-600摄氏度，所述氧化处理的氧化环境包括氮气和水；在对氮化钛层进行的氧化处理为等离子体氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为25-300摄氏度，可以使用电感耦合等离子体(InductivelyCoupled Plasma，ICP)反应器或微波等离子体氧化仪进行。
例如，可以在管式炉中进行干式氧化，氧化温度范围为300-600摄氏度，氮气的流量为2-10标况毫升每分，氧气的流量为标况毫升每分，干式氧化的速率为0.01-0.5纳米/分钟；或者在管式炉中进行湿式氧化，即在潮湿环境(氮气鼓泡的水)中氧化，氧化温度范围为300-600摄氏度，湿式氧化的速率为0.1-1纳米/分钟；或者通过电感耦合等离子体反应器进行等离子体氧化，射频功率为300瓦，压力为6×10-2毫巴，氩气的流量为200标况毫升每分，一氧化碳二氮的流量为44标况毫升每分，氧化温度为30-300摄氏度，氧化速率为0.5-5纳米/分钟。
步骤203、在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面生成钝化层。
在该步骤中，在通过对氮化钛层的氧化处理得到隧穿氧化硅层和氧化钛层之后，可以进一步在氧化钛层远离氮化钛层的一面生成钝化层，以进一步降低电池表面的复合。
可选的，钝化层可以包括第一钝化层和第二钝化层，其中，第一钝化层设置在氧化钛层远离所述氮化钛层的一面，第一钝化层可以包括：氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧化硅中的任意一种或多种，以降低电池表面的复合，其厚度可以为10-90纳米，优选采用氧化铝/氮化硅；第二钝化层设置在所述第一钝化层远离所述氧化钛层的一面，第二钝化层可以包括：氧化硅，以降低入射光的反射，其厚度可以为10-60纳米，大于隧穿氧化硅层的厚度。
步骤204、在所述钝化层远离所述氧化钛层的一面设置所述金属电极，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层和所述钝化层与所述氮化钛层接触。
在该步骤中，在制备得到氧化钛层和钝化层之后，可以在钝化层远离氧化钛层的一面设置金属电极，其中，金属电极的一端穿过氧化钛层和钝化层与氮化钛层接触，另一端伸出钝化层远离氧化钛层的一面。
可选的，在设置所述金属电极前，在欲形成金属电极的区域对氧化钛层和钝化层进行开膜处理，通过开膜处理在钝化层和氧化钛层中形成安置孔，并在氧化钛层远离氮化钛层的一面生成凹槽，从而可以在安置孔中设置金属电极，制备得到太阳能电池。
具体的，可以在氧化钛层远离氮化钛层的一面生成钝化层之前，可以对氧化钛层进行开膜处理，从而在氧化钛层远离所述氮化钛层的一面生成凹槽，其中，所述开膜处理包括激光烧蚀或湿法刻蚀。
图3示出了本发明实施例中的一种太阳能电池的结构示意图，参照图3，在硅基底10的一面制备氮化钛层20，并通过对氮化钛层20的氧化处理，在氮化钛层20与硅基底10的中间生成隧穿氧化硅层30，在氮化钛层20远离硅基底的一面生成氧化钛层40之后，可以对氧化钛层40进行开膜处理，从而在氧化钛层40远离氮化钛层20的一面生成凹槽70。
其中，所述开膜处理可以为在一定功率或能量密度下的激光烧蚀或湿法刻蚀，从而使氧化钛层40中进行了开膜处理的区域，即所述凹槽70对应的区域的厚度减小。
进一步的，在对氧化钛层进行开膜处理制备得到凹槽之后，可以在氧化钛层远离氮化钛层的一面制备钝化层。
其中，在氧化钛层远离氮化钛层的一面生成钝化层的方法具体可采用热原子沉积法或等离子体增强化学气相沉积法(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)。
在本发明实施例中，所述钝化层可以包括第一钝化层和第二钝化层，其中，第一钝化层设置在氧化钛层远离氮化钛层的一面，可以包括氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧化硅中的任意一种或多种，以降低电池表面的复合；第二钝化层设置在第一钝化层远离氧化钛层的一面，可以包括氧化硅，以降低入射光的反射。
例如，所述钝化层可以为氧化铝和氮化硅，可以在氧化处理生成的氧化钛层上通过热原子沉积制备3-10纳米厚度的氧化铝层，进一步采用PECVD在氧化铝层上沉积40-80纳米厚度的氮化硅层，制备得到钝化层。
在制备得到钝化层之后，设置金属电极之前，可以在欲形成金属电极的区域对钝化层和氧化钛层进行开膜处理，从而通过开膜处理在钝化层和氧化钛层中生成安置孔，以供将金属电极设置在安置孔中，从而确保金属电极的一端穿过钝化层和氧化钛层与氮化钛层接触，另一端伸出钝化层远离氧化钛层的一面。
其中，所述开膜处理可以为在一定功率或能量密度下的激光烧蚀或湿法刻蚀，从而使钝化层和氧化钛层中进行了开膜处理的区域，产生用于安置金属电极的安置孔。
由于所述凹槽和所述安置孔的直径和深度不同，因此制备凹槽和安置孔的开膜处理对应的功率或能量密度也不同，具体可以根据实际加工需求确定。
参照图3，在钝化层60和氧化钛层40中设置有安置孔80，安置孔80与凹槽70的轴线重合，且安置孔80的直径小于或等于凹槽70的直径，在将金属电极50设置在安置孔80中时，氧化钛层40中靠近金属电极50区域的厚度小于远离金属电极50区域的厚度，从而可以提高氧化钛层40远离金属电极50区域的表面钝化效果。
例如，若钝化层包括氧化铝层和氮化硅层，则可以在氧化钛层上制备得到钝化层之后，可以在氮化硅层、氧化铝层和氧化钛层上根据电极设计图形进行激光开膜，然后丝网印刷银电极或铝电极并在600-900摄氏度下烧结，从而制备得到金属电极；或者在钝化膜的开膜区域内通过溅射、化学镀、光诱导电镀或电镀等结合的方式沉积镍/铜/锡、镍/铜/银金属层并经300-700摄氏度退火形成金属电极。
在本发明实施例中，一种太阳能电池的生产方法，包括：在硅基底的一面制备氮化钛层；对氮化钛层进行氧化处理，在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，在氮化钛层远离硅基底的一面生成氧化钛层；在氧化钛层远离氮化钛层的一面设置金属电极，金属电极的一端穿过氧化钛层与氮化钛层接触。本申请中，可以直接在硅基底的一面制备氮化钛层，通过对氮化钛层的氧化处理，直接在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，不需要再经过单独的工艺制备隧穿氧化硅层，从而降低了工艺的复杂度，提高了太阳能电池的生产效率。
图4示出了本发明实施例提供的另一种太阳能电池的结构示意图，参照图4，太阳能电池可以包括：硅基底10、隧穿氧化硅层30、氮化钛层20、氧化钛层40和金属电极50。
其中，隧穿氧化硅层30设置在硅基底10的一面，氮化钛层20设置在隧穿氧化硅层30远离硅基底10的一面，氧化钛层40设置在氮化钛层20远离隧穿氧化硅层30的一面，金属电极50的一端穿过氧化钛层40与氮化钛层20接触，且隧穿氧化硅层30和氧化钛层40是在对氮化钛层20进行氧化处理的过程中生成。
在本发明实施例中，由于氮化钛层本身具有优良的钝化性能，且沉积速率较高，因而可在硅基底上直接沉积氮化钛层，在对氮化钛层通过一次氧化处理之后，生成的氧化钛层可以增强表面钝化效果，生成的隧穿氧化硅层可以与氮化钛层构成钝化接触结构，也可以进一步提高表面钝化效果，因此，本发明中仅通过制备氮化钛层以及一次氧化处理，就可以得到包含隧穿氧化硅层、氮化钛层以及氧化钛层的多层钝化薄膜结构，可以实现较好的钝化效果，从而在保证钝化效果的同时，降低工艺的复杂度，提高生产效率，降低生产成本。
具体的，所述硅基底可以为经过表面去损伤、抛光或者制绒扩散后的硅片，其掺杂类型可以为n型掺杂，也可以为p型掺杂。
所述隧穿氧化硅层具有较低的隧穿电阻，可以起到隧穿作用，同时能够钝化硅基底的表面缺陷，降低硅基底表面缺陷态密度。
所述氮化钛层可以提供场致钝化并对载流子选择性通过，从而使得硅基底中的载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层和氮化钛层，因此，所述隧穿氧化硅层和氮化钛层可以构成太阳能电池中的钝化接触结构，使得硅基底表面的能带发生弯曲，硅基底中产生的多数载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层和氮化钛层，而少数载流子被阻挡，从而降低了硅基底表面的载流子浓度，实现良好的表面钝化效果。此外，所述氮化钛层具有良好的热稳定性和化学稳定性，其本身就具有优良的钝化性能，可以钝化硅基底表面以抑制载流子表面复合。
所述氧化钛层也可以增强表面钝化效果，所述氧化钛层的厚度可以大于氮化钛层的厚度。
所述金属电极的一端穿过氧化钛层与氮化钛层接触，另一端伸出氧化钛层远离氮化钛层的一面。由于金属电极可以通过氧化钛层上设置的安置孔与氮化钛层直接接触，使得金属电极不与硅基底直接接触，从而有效降低了金属电极接触处的载流子复合。在受到光照的情况下，硅基底作为光吸收层，产生载流子，由于多数载流子可以隧穿通过隧穿二氧化硅层和氮化钛层，然后被与氮化钛层接触的金属电极导出，从而实现载流子的分离，使得金属电极与硅基底之间产生电势差，即产生电压，从而将光能转换为电能。
在本发明实施例中，一种太阳能电池，包括：硅基底、隧穿氧化硅层、氮化钛层、氧化钛层和金属电极；隧穿氧化硅层设置在硅基底的一面，氮化钛层设置在隧穿氧化硅层远离硅基底的一面，氧化钛层设置在氮化钛层远离隧穿氧化硅层的一面，金属电极的一端穿过氧化钛层与氮化钛层接触；其中，隧穿氧化硅层和氧化钛层是在对氮化钛层进行氧化处理的过程中生成的。本申请中，可以直接在硅基底的一面制备氮化钛层，通过对氮化钛层的氧化处理，直接在氮化钛层与硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，不需要再经过单独的工艺制备隧穿氧化硅层，从而降低了工艺的复杂度，提高了太阳能电池的生产效率。
可选的，参照图3，在氧化钛层40远离氮化钛层20的一面设置有钝化层60，以进一步降低电池表面的复合。金属电极50的一端穿过氧化钛层40和钝化层60与氧化钛层40接触。
可选的，钝化层可以包括第一钝化层和第二钝化层，其中，第一钝化层设置在氧化钛层远离所述氮化钛层的一面，第一钝化层可以包括：氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧化硅中的任意一种或多种，以降低电池表面的复合，其厚度可以为10-90纳米，优选采用氧化铝/氮化硅；第二钝化层设置在所述第一钝化层远离所述氧化钛层的一面，第二钝化层可以包括：氧化硅，以降低入射光的反射，其厚度可以为10-60纳米，大于隧穿氧化硅层的厚度。
可选的，参照图3，氧化钛层40和钝化层60的厚度之和，沿氮化钛20层的表面保持不变，其中，氧化钛层40中与金属电极50之间的距离小于或等于预设间距的区域的厚度，小于或等于与金属电极50之间的距离大于预设间距的区域的厚度。
具体的，可以在制备得到氧化钛层之后，对氧化钛层进行开膜处理，在氧化钛层远离氮化钛层的一面生成凹槽，并在具有凹槽的氧化钛层上制备钝化层，从而确保氧化钛层和钝化层的厚度之和保持不变，同时，在氧化钛层中与凹槽对应的区域的厚度小于或等于其他区域的厚度。进一步的，可以对钝化层和氧化钛层进行开膜处理，在钝化层和氧化钛层中生成安置孔，使得安置孔与减薄凹槽的轴线重合，且安置孔的直径小于或等于凹槽的直径，在金属电极设置在安装孔中之后，氧化钛层中靠近金属电极区域的厚度，小于或等于远离金属电极区域的厚度，从而可以提高氧化钛层远离金属电极区域的表面钝化效果。
其中，所述开膜处理可以为在一定功率或能量密度下的激光烧蚀或湿法刻蚀，从而使氧化钛层中进行了开膜处理的区域，产生凹槽，使钝化层和氧化钛层中进行了开膜处理的区域，产生用于安置金属电极的安置孔。由于所述凹槽和所述安置孔的直径和深度不同，因此开膜处理对应的功率或能量密度也不同，具体可以根据实际加工需求确定。
可选的，所述隧穿氧化硅层的厚度为0.5-5纳米。
可选的，所述氮化钛层中氮和氧的浓度，从远离硅基底的一面到靠近硅基底一面逐渐减小，氮化钛层厚度为2-50纳米。所述氮化钛层中钛和氮的化学计量比接近于1，具有该化学计量比的氮化钛具有较高的化学稳定性，有利于保持太阳能电池性能的稳定可靠。
可选的，氮化钛层为微晶氮化钛，或，微晶氮化钛和多晶氮化钛的组合，所述微晶氮化钛的含量高于所述多晶氮化钛的含量，其中，微晶氮化钛的含量高于多晶氮化钛的含量，由于微晶氮化钛的微观结构为非常小的微晶的集合，没有明显的晶粒择优取向，从而使得氮化钛层的功函数和其他性能不会存在各向异性。
此外，氧化钛层为多晶氧化钛，或，多晶氧化钛和非晶氧化钛的组合，所述多晶氧化钛的含量高于所述非晶氮化钛的含量。
可选的，所述金属电极的材料可以为银，金，铜，镍，铝，锡，铬和钯中的任意一种或多种，因此，金属电极可以包括：铝电极、银电极、铝/银复合电极、镍/铜/锡复合电极、铬/钯/银复合电极和镍/铜/银复合电极中的任意一种。
需要说明的是，上述太阳能电池和太阳能电池的生产方法对应的部分两者可以参照，且具有相同或相似的有益效果。
此外，本发明实施例还提供了一种光伏组件，包括前述任一所述的太阳能电池，太阳能电池的两侧可以设置有封装胶膜、盖板、背板等。具有与前述的太阳能电池相同或相似的有益效果。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (13)

1.一种太阳能电池的生产方法，其特征在于，所述方法包括：
在硅基底的一面制备氮化钛层；
对所述氮化钛层进行氧化处理，在所述氮化钛层与所述硅基底的中间生成隧穿氧化硅层，在所述氮化钛层远离所述硅基底的一面生成氧化钛层；
在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层与所述氮化钛层接触。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化处理包括：干式氧化、湿式氧化和等离子体氧化中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
在所述氧化处理为干式氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为300-600摄氏度，所述氧化处理的氧化气氛包括氮气和氧气；
在所述氧化处理为湿式氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为300-600摄氏度，所述氧化处理的氧化气氛包括氮气和水；
在所述氧化处理为等离子体氧化的情况下，所述氧化处理的热处理温度为25-300摄氏度。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述在硅基底的一面制备氮化钛层的步骤，包括：
采用钛的氯化物前体作为钛源，采用氨气作为氮源，在300-500摄氏度的温度范围内进行热原子沉积，在所述硅基底的一面生成所述氮化钛层；
或，
采用钛钯，在氮气和氨气的气氛中，进行物理气相沉积反应溅射，在所述硅基底的一面生成所述氮化钛层。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极的步骤，包括：
在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面生成钝化层；
在所述钝化层远离所述氧化钛层的一面设置所述金属电极，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层和所述钝化层与所述氮化钛层接触。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述钝化层包括第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层设置在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面，所述第二钝化层设置在所述第一钝化层远离所述氧化钛层的一面；
其中，所述第一钝化层包括：氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧化硅中的任意一种或多种；
所述第二钝化层包括：氧化硅。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置金属电极的步骤，包括：
在设置所述金属电极前，在欲形成所述金属电极的区域对所述氧化钛层和钝化层进行开膜处理，通过所述开膜处理在所述钝化层和氧化钛层中形成安置孔，并在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面生成凹槽；
在所述安置孔中设置所述金属电极；
其中，所述开膜处理包括激光烧蚀或湿法刻蚀。
8.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括：硅基底、隧穿氧化硅层、氮化钛层、氧化钛层和金属电极；
所述隧穿氧化硅层设置在所述硅基底的一面，所述氮化钛层设置在所述隧穿氧化硅层远离所述硅基底的一面，所述氧化钛层设置在所述氮化钛层远离所述隧穿氧化硅层的一面，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层与所述氮化钛层接触；
其中，所述隧穿氧化硅层和所述氧化钛层是在对所述氮化钛层进行氧化处理的过程中生成的。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池，其特征在于，在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面设置有钝化层，所述金属电极的一端穿过所述氧化钛层和所述钝化层与所述氮化钛层接触。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于，所述钝化层包括第一钝化层和第二钝化层，所述第一钝化层设置在所述氧化钛层远离所述氮化钛层的一面，所述第二钝化层设置在所述第一钝化层远离所述氧化钛层的一面；
其中，所述第一钝化层包括：氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化铝和氮氧化硅中的任意一种或多种；
所述第二钝化层包括：氧化硅。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述隧穿氧化硅层的厚度为0.5-5纳米。
12.根据权利要求8-10中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，
所述氮化钛层中氮和氧的浓度，从远离所述硅基底的一面到靠近所述硅基底一面逐渐减小；
所述氮化钛层的厚度为2-50纳米。
13.一种光伏组件，其特征在于，包括权利要求8-12中任一所述的太阳能电池。
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